Title

CONTROLE PREDITIVO VIA MPC PARA DISTRIBUIÇÃO OTIMIZADA DE GASES COMBUSTÍVEIS

PREDICTIVE CONTROL USING MPC FOR OPTIMUM FUEL DISTRIBUITION

Authorship

Eduardo Oliveira Magalhães; Marcelo Versiani Carneiro

Eduardo Oliveira Magalhães

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Marcelo Versiani Carneiro

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DOI

10.5151/2237-0234-25558

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Abstract

Otimizar o consumo dos insumos energéticos e coprodutos é uma tarefa de suma importância na busca de competitividade das usinas siderúrgicas. O gás de alto forno é um importante componente dessa matriz energética e a maximização do seu consumo reduz sensivelmente os custos com a compra de outros combustíveis. Nesse cenário, o controle de nível dos gasômetros, equipamentos existentes nas siderúrgicas que exercem um papel fundamental na distribuição desse gás, não é trivial. Distúrbios e variações entre geração e consumo dificultam o desafio de manter a segurança operacional e ao mesmo tempo otimizar o consumo. Procedimentos operacionais e técnicas convencionais de controle não são suficientes para evitar perdas com a queima desse gás nas tochas de segurança (flares) dos altos fornos. Esse trabalho apresenta um caso real do uso de técnicas de controle preditivo MPC (Model Predictive Control) e regulatório para a distribuição em tempo real do gás de alto forno para os principais consumidores na Vallourec Tubos do Brasil em Belo Horizonte.

Optimize the consumption of energy inputs and byproducts are a very important target in terms of competitiveness for steel mills. The blast furnace gas is an important component of this energy matrix and maximize its consumption significantly reduces the costs of purchasing other fuels. In this scenario, gasholder's of steel making plants play a key role in the distribution of this gas. However, the level control and the gas distribution in these devices are not trivial. Disturbances and unbalances between generation and consumption increase the challenge of operating and at the same time optimize the consumption with safety. Operating procedures and conventional control techniques are not sufficient to avoid losses by burning this gas in the blast furnaces' torches (flares). This paper presents a real case of using predictive control techniques MPC (Model Predictive Control) and a regulatory control to distribute in real time the blast furnace gas to major consumers in Vallourec Tubos do Brasil in Belo Horizonte.

Keywords

Gasômetro; Controle de nível; Gás de alto forno; Controle preditivo

Gasholder; Level control; Blast furnace gas; Predictive control